帶通濾光片是什么?有哪些作用和原理?
帶通濾光片是一種只允許某一范圍波段光通過的光學(xué)元件,其光譜特性曲線在透射帶兩側(cè)鄰接截止帶。這種濾光片通常根據(jù)光譜特性分為寬帶濾光片和窄帶濾光片兩種,兩者在光譜上通帶有所不同。
帶通濾光片的工作原理是基于法布里-珀羅腔的相長干涉條件,選擇性地透射特定波段的光,同時(shí)屏蔽其他波段的光,該條件可以有效地透射中心波長和中心波長兩側(cè)小范圍內(nèi)的光,而相消干涉則阻止通帶外的光透射。通過在濾光片上鍍膜構(gòu)造單層或多層干涉膜的設(shè)計(jì),使得光線在膜層之間反射和透射,形成干涉效應(yīng),某些波長的光被加強(qiáng)透射,而其他波長的光則被減弱或截止。
然而,中心波長兩側(cè)的截止帶寬通常非常小,為了增加濾波器的截止帶寬,有時(shí)會(huì)在墊片或基板上鍍一層寬帶截止材料。這些材料雖然可以有效地截止入射光,但也可能降低濾光片通帶的透過率。
帶通濾光片的作用包括:
1.光譜選擇:帶通濾光片可以選擇性地透射某一特定波段的光,這個(gè)波段可以是寬帶的,也可以是窄帶的。這使得用戶能夠僅對(duì)感興趣的光譜范圍進(jìn)行觀測(cè)或分析。
2.降噪:在許多應(yīng)用中,光信號(hào)可能受到來自不同波段的噪聲干擾。帶通濾光片可以通過濾除這些干擾波段,降低噪聲水平,提高信號(hào)的信噪比。
3.分離光譜成分:在光譜分析中,通常需要分離和檢測(cè)不同成分的光譜信號(hào)。帶通濾光片可以幫助用戶分離出特定的光譜成分,以便進(jìn)行進(jìn)一步的分析。
4.保護(hù)設(shè)備:在某些應(yīng)用中,過強(qiáng)的光信號(hào)可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成損害。帶通濾光片可以限制通過的光強(qiáng),以保護(hù)設(shè)備免受損害。
此外,帶通濾光片的主要參數(shù)包括中心波長(也稱為峰值波長)、峰值透射率、半寬度(透射峰為峰值一半處通帶的波長寬度)等。這些參數(shù)決定了濾光片的光學(xué)性能和應(yīng)用范圍。
中心波長:帶通峰值透過率一半所在位置的中點(diǎn)波長,常作為峰值波長。
峰值透過率:帶通濾光片在通帶中最高透過率的數(shù)值。
半寬度:也稱帶寬,通帶內(nèi)峰值透過率一半位置所在波長的差值。
截止范圍:指帶通濾光片要求截止波長的范圍,也可以表示阻截區(qū)域。
截止深度,用于描述截止帶能夠允許透過光最大透過率的數(shù)值,常用OD值表示,該值為透過率低于10%時(shí)的數(shù)值,關(guān)系式為OD=-log(T),T為透過率,OD值越高,阻截效果越好,根據(jù)不同行業(yè)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),OD值也有所不同。